Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13586
.pdf
Данное изобретение относится к защите хранящихся горючих материалов от огня с помощью защитной
атмосферы, а также к экономичному поддержанию безопасного уровня инертности в такой атмосфере.
Защитная атмосфера проверяется с помощью измерений теплопроводности и подготавливается в
соответствии с результатами таких испытаний.
Таким образом, изобретение заключается в поддержании защитной инертной атмосферы путем измерения ее
теплопроводности и автоматического регулирования по результатам таких измерений подачи инертного газа,
так что характер инертности защитной атмосферы в значительной степени сохраняется. Кроме того,
изобретение может обеспечивать средства подачи инертного газа для восстановления нормальных условий
давления, когда защитная атмосфера разрежена ниже нормального диапазона давления, а также обычный
сброс давления, когда защитная атмосфера приобретает давление, превышающее такой нормальный
диапазон давления.
Хранение и перемещение горючих материалов представляют собой сложную проблему, особенно в случае
таких материалов, которые легко выделяют легковоспламеняющиеся газы; целью данного изобретения
является обеспечение защитных средств для помещений, в которых хранятся горючие материалы.
Важной целью моего изобретения является обеспечение и поддержание в помещениях, где хранятся горючие
материалы, атмосферы, в которой эти горючие материалы или выделяемые ими газы не могут
воспламениться или сгореть.
Еще одна цель состоит в разработке способов поддержания так называемой «инертной» атмосферы в
помещениях, используемых для хранения горючих материалов, при давлении, близком к атмосферному,
чтобы стены этих помещений не подвергались чрезмерным нагрузкам.
Наделение стен таких помещений достаточной прочностью (например, прочностью на разрыв, чтобы
выдерживать давление внешней атмосферы в случае разрежения атмосферы в этих помещениях или
чрезмерное давление содержащихся в них инертных газов) представляло бы собой значительную
экономическую нагрузку, особенно потому, что такие помещения часто бывают очень большими.
Еще одна важная причина сохранения «инертной» атмосферы в таких помещениях при давлении, по
существу равном давлению окружающей атмосферы, заключается в предотвращении утечки содержащихся в
них «инертных» газов через трещины или отверстия в стенах, составляющих эти помещения, или в
предотвращении диффузии наружного воздуха через такие трещины или 70 отверстия в «инертную»
атмосферу, которая поддерживается внутри таких помещений.
Еще одной целью данного изобретения является поддержание «инертной» атмосферы в пространстве,
содержащем горючие материалы, на уровне безопасности, который, как показал опыт, обеспечивает
полностью удовлетворительную защиту, и автоматическое повышение указанного уровня безопасности в
случае повышения требований к защите при выделении легковоспламеняющихся газов горючими
материалами в указанном пространстве.
Еще одной целью моего изобретения является компенсация колебаний 85 количества «инертных» газов,
содержащихся в таких помещениях при давлении, близком к атмосферному, причем такие колебания вызваны
повышением или понижением температуры.
В связи с хранением горючих материалов средства транспортировки и оборудование для работы с такими
горючими материалами должны быть защищены таким же образом, как и помещения, в которых хранятся
горючие материалы; фактически, помещениям, где используются такие средства и оборудование, часто
требуется обеспечить более высокую степень защиты, поскольку механическое трение и электрические
искры, которых трудно избежать при работе таких средств и оборудования в условиях ограниченного
пространства, должны быть защищены от воспламенения и взрыва в окружающей атмосфере.
Я разработал правила для атмосферы в помещениях, где хранятся такие средства и механизмы, которые
обеспечивают защиту от возгорания или взрыва и одновременно разрешают вход человека в
соответствующие помещения для ручного управления такими средствами или механизмами в случае
чрезвычайной ситуации.
Еще одна важная цель моего изобретения — обеспечить защиту внутренней поверхности резервуаров
танкера, которые, как известно, подвергаются коррозии и разрушению с чрезвычайно высокой скоростью под
воздействием комбинированного и попеременного воздействия соленой воды, воздуха, нефти и нефтяных
паров. Мое изобретение эффективно предотвращает подобное ухудшение состояния резервуаров, поскольку
атмосфера в них в значительной степени становится инертной.
Ввиду этих и других целей я разработал описанный ниже метод и средства, и в качестве иллюстрации своего
изобретения я выбрал в качестве показательной области его применения танкеры, используемые для
морской перевозки легковоспламеняющихся жидкостей, таких как нефть, бензин или топливо. Подобные
танкеры и средства, которые я использую для обеспечения их защиты, показаны на прилагаемых чертежах,
на которых, на рисунке 1, изображен боковой вид части танкера.
На рисунке 2 представлен соответствующий вид танкера сверху.
На рисунке 3 представлен схематический вид сверху, демонстрирующий расположение труб, воздуходувок и
средств управления в шахте.
На рисунке 4 представлен соответствующий боковой разрез части шахты.
На рисунке 5 представлен частичный боковой разрез передней части сосуда, демонстрирующий
модификацию моего изобретения.
На рисунке 6 представлена схематическая иллюстрация индикатора паров и управляемого им устройства.
На рисунке 7 показан вид сбоку, частично в разрезе, дыхательной системы.
Одинаковые цифры обозначают схожие детали на разных изображениях.
Танкер, изображенный на рисунках 1 и 2, имеет компоновку, соответствующую современной практике
строительства судов этого типа. Машинное и котельное отделения расположены в кормовой части судна, а
силовая установка включает в себя генератор, который подает пар или электричество для работы приводных
частей, в основном насосов, используемых в связи с моими усовершенствованиями; носовая часть
используется для грузов, а жилые помещения — для экипажа, тогда как резервуары с жидким грузом
расположены между ними и обычно отделены от носовой и кормовой частей судна защитными кессонами. Два
вертикальных вала 13 и 14, обычно открытые в своих верхних концах, спускаются с главной палубы почти до
самого киля; в их нижних концах расположены масляные насосы, которые служат для откачки нефти из судна.
За валами 13 и 14 расположены две пары основных резервуаров 16 и 17, а перед ними — соответственно две
пары резервуаров 1S и 19. Наряду с баками 16, 17, 18 и 19 расположены крыльевые баки 10, которые должны
быть защищены 70 ' с помощью моих усовершенствований в конструкции F1a9nnW Ccol', соответствующих
описанной ниже защите первых упомянутых баков.
Различные резервуары обычно заполнены! При использовании масла или бензина допускается небольшой
зазор между поверхностью жидкости и верхними стенками корпуса, которые представлены главными
палубами. Эти зазоры позволяют выпаривать и отводить жидкость при различных температурах; колебания
температур, которым подвергается судно, порой значительны; эти температуры меняются между днем и
ночью, поскольку главная палуба нагревается в течение дня из-за полного воздействия солнечных лучей.
Изменение температуры жидкости, содержащейся в резервуарах, вызовет значительные колебания давления
газа, находящегося в резервуаре над жидкостью, если резервуары будут герметично закрыты, и стенки
резервуаров при этом будут подвергаться опасно высокому и низкому давлению. По этой причине так
называемые дыхательники разделены.
который, посредством ловушкообразных механизмов.
Соедините заполненное газом пространство над жидкостью в резервуаре с внешней средой, и посредством
этого давление над жидкостями в резервуарах будет уравновешиваться с атмосферным давлением. Через
эти вентиляционные отверстия воздух всасывается, когда на закате сжимающееся содержимое резервуаров
создает вакуум сверху; тогда как при повышении температуры утром через вентиляционные отверстия
выводится 110 литров газа.
В моем изобретении однонаправленные клапаны 20 заменяют сапуны.
Они позволяют сбрасывать избыточное давление газа {l5} над жидкостью в резервуарах, но не допускают
попадания воздуха извне в пространство над резервуарами ночью, когда температура падает и над
жидкостью создается вакуум. Однако в этом случае я предусматриваю другие средства для восстановления
низкого давления газа над жидкостью до нормального давления, которое немного выше атмосферного. 125
Однонаправленные клапаны могут быть сконструированы в соответствии с простыми принципами
предохранительного клапана; они могут иметь форму ловушек, жидкость в которых позволяет газу проходить
через них в одном направлении. Однако 1.34 — это выхлопные газы двигателя 24, которые называются
инертными газами, поскольку они не окисляются, так как предотвращают сгорание горючих материалов в них,
если только такие горючие материалы не содержат кислорода, необходимого для их сгорания. Выхлопные
газы двигателей 24 очищаются в скрубберах 25, а затем хранятся в резервуарах высокого давления 26.
Эти резервуары высокого давления 76 соединены трубопроводами 28 с панелью редукционных клапанов 27,
от которой трубопроводы 29 подключаются к валам 13 и 14. Редукционные клапаны настроены таким
образом, чтобы поддерживать давление газа в трубопроводах 29 на уровне 80°, что обеспечивает свободный
поток указанных газов к точкам их использования, когда это необходимо. Бензин для работы двигателей 24
подается из вспомогательного бензобака 30. Бензобак Tbis Hi и трубопровод 31, соединяющий этот бак с
двигателями, защищены и снабжены кожухами из инертного газа в соответствии с современной практикой
защиты легковоспламеняющихся жидкостей. 90 В шахтах 13 и 14 я предусматриваю палубы :32 над
насосными отсеками 15. Насосы в этих помещениях могут быть расположены таким образом, чтобы их можно
было управлять сверху этой палубы 32, и за ними можно наблюдать через отверстия, закрытые тяжелыми
стеклянными крышками 33'. Эти насосные помещения заполнены «инертной» атмосферой, способы
поддержания которой будут более подробно рассмотрены ниже.
В моменты, когда возникает необходимость войти в это помещение, подается воздух, чтобы не нарушать
дыхание человека, входящего в насосное отделение; одновременно может быть обеспечено
взрывобезопасное состояние атниосферы в насосном отделении.
Поскольку известно, что содержание кислорода в помещении может быть снижено до такой степени, что это
не позволит воспламенить легковоспламеняющиеся материалы, указанная атмосфера не причинит человеку,
входящему в нее, какого-либо серьезного дискомфорта, за исключением легкой одышки.
На палубе 32 в насосном отделении я устанавливаю оборудование, с помощью которого защищаю
легковоспламеняющиеся жидкости, содержащиеся во всех трех резервуарах 16, 17, 18 и 19. Оборудование в
каждом из шахт 13 и 14 включает в себя четыре воздуходувки 34, 35, 36 и 37 и одну воздуходувку меньшего
размера 38. Эти воздуходувки соответственно подают воду по трубопроводам 120, 39, 40, 41, 42 и 43 в пары
резервуаров 16, 17, 18 и 19 и в насосные помещения 15, при этом трубопровод 43, ведущий в насосные
помещения 15, сбрасывает воду в верхнюю точку указанного насосного помещения. Каждая из выпускных
линий 39, 40, 41 и 42 разветвляется на своем конце на линии 44 и 45, которые впадают в соответствующие
пары резервуаров по левому и правому борту под главной палубой и над верхним уровнем жидкости. 130 не в
другом направлении, или они могут иметь форму одного из многих устройств, обеспечивающих
однонаправленное чувствительное регулирование давления газа. К однонаправленным V-образным клапанам
подсоединены трубопроводы 21, идущие к бортам судна, а их выходы 22 выходят за борт, ниже уровня
главной палубы.
Подробное изображение конкретной модификации аппарата Ibreathing показано на рисунке 7. Здесь обратный
клапан имеет форму клапана регулирования давления, известного тем, кто знаком с устройством клапанных
механизмов. Операция проверки в корпусе клапана осуществляется с помощью плунжера 101, который
соединяет диафрагму в диафрагменной камере 102 с предохранительным механизмом в самом корпусе
клапана. Клапан соединяет часть трубы 103 с пространством над жидкостью в резервуаре, а вспомогательная
труба 104 отводит небольшое количество газа, поступающего из резервуара, в диафрагменную камеру. В
диафрагменной камере диафрагма поднимается и опускается в зависимости от перепада давления между
газом над жидкостью в резервуарах и атмосферным давлением. От клапана 20 труба 21 соединяется с
пламегасителем 105. Пламегаситель состоит из увеличенной камеры 106 и экрана 107, который простирается
по всей горизонтальной протяженности указанной камеры 106.
Пламегасители такого типа используются в трубопроводе, по которому избыточный газ отводится из насосной
станции, а также во всем устройстве моего изобретения везде, где трубопроводы, выходящие из того или
иного резервуара, сливаются или подключаются к общему коллектору. Если по какой-либо непредвиденной
причине в одном или нескольких резервуарах содержится легковоспламеняющаяся газовая смесь, такие
пламегасители предотвращают распространение взрыва, который может произойти в одном из указанных
резервуаров, на другие резервуары.
Ниже пламегасителя, над выходным отверстием вентиляционной линии, труба имеет еще одну увеличенную
камеру 108, в которой полое отверстие 109 поддерживается снизу кронштейнами 110. Размеры блока 108
позволяют обеспечить свободное прохождение газов, выдыхаемых из резервуаров, вокруг указанного блока
109. Суженный нижний конец трубы 5 предотвращает попадание в нее брызг воды, а шар 109, удерживаясь на
плаву, блокирует горловину 111 камеры 108, когда нижний конец вентиляционной трубы погружен под воду в
неспокойном море.
Вблизи центра корпуса над главной палубой расположена установка 23, генерирующая инертные газы, в
которой с помощью двигателя внутреннего сгорания 24 производятся газы, обычно называемые инертными
газами. Эти «инертные» газы 13.
371,021 Всасывающие трубопроводы 46, 47, 48, 49 и 50 соединяют в качестве обратных трубопроводов
резервуары 16, 17, 18 и 19 и насосные помещения 15 с воздуходувками 34, 35, 36, 37 и 38. В S-образном
порядке ответвления 44 и 45, отходящие от напорных линий 39', 40, 41 и 42 в различные резервуары 16, 17,
18 и 19, всасывающие линии 4G, 47, 48 и 49 часто разветвляются на своих концах линиями 51 и 52.
Трубопроводы 51 и 52 выходят из противоположных концов пространства над жидкостями в каждом из
резервуаров левого и правого бортов.
Нагнетательные трубопроводы снабжены обратными клапанами 53 в местах, расположенных вблизи конца
воздуходувки; перед этими клапанами отходят небольшие трубопроводы 54, ведущие к индикаторам паров 5.
За обратными клапанами трубопроводы 556 впадают в напорные трубопроводы. Эти трубопроводы 56
соединяются с электромагнитными клапанами 57, которые, в свою очередь, соединяются с коллектором 58, в
который по трубопроводу 99 подается инертный газ, пониженный до заданного давления, из редукционного
клапана 27 установки генерации инертного газа. Электромагнитные клапаны соединяются с коллектором 58
посредством трубопроводов 59, 60, 61, 62 и 63, которые, соответственно, относятся к системам воздуходувок
38, 34, 37, 36 и 35.
Наилучшим образом работу индикаторов паров и электромагнитных клапанов можно увидеть на схеме на
рисунке 6; несбалансированный мост Уитстона 64 соединен посредством проводов 65 и 66 с источником 67
постоянной ЭДС. Одна пара плеч моста образована неподвижными сопротивлениями 68 и 69, тогда как
другая пара плеч содержит резистивные провода блоков теплопроводности 70 и 71. Гальванометр 72
подключен к мосту в качестве индикаторного прибора посредством проводов 73 и 74. Блок измерения
теплопроводности 70 соединен соответствующим резистивным проводом и содержит сравнительный газ,
тогда как блок измерения теплопроводности 71, оснащенный аналогичным резистивным проводом, соединен
на входе 75 с небольшим трубопроводом 54, по которому газ подается для анализа от соответствующего
воздуходувки.
Гальванометр откалиброван эмпирическим путем и показывает шкалу от нуля до -100, которую можно
определить как процентную шкалу «инертности» исследуемого газа.
Деления расположены таким образом, что отклонение до 50-й отметки шкалы регистрируется
гальванометром, когда воздух, в который добавлено такое количество инертного газа, что он не поддерживает
горение, проходит через измерительный блок проводимости 71, тогда как 100-я отметка шкалы
регистрируется, когда достигается наилучшее:
Возможный «инертный» газ, производимый электростанцией 2:3, подается в блок теплопроводности tIbC 71. В
качестве примера я выбираю точку калибровки 50 шкалы для поддержания качества -hi;( в газе выше уровня
жидкости в резервуарах. Я, в качестве примера, допускаю 15%-ные предельные значения в сторону
увеличения и уменьшения для этого стандарта, поэтому я предусмотрел средства, позволяющие подавать
практически полностью инертный газ, объем которого, поставляемый электростанцией, составляет 75%,
через трубопровод до полного разряда воздуходувки, когда индикатор инертности показывает 3,5, но я
отключаю эту подачу инертного газа, когда уровень инертности повышается до 65%. Простые средства для
осуществления такого контроля подачи «инертного» газа с помощью индикатора паров показаны на рисунке 6.
На стрелке 76 гальванометра 72 имеется щетка 77, расположенная рядом с его заостренным концом, которая
предназначена для подключения.
Электрический контакт происходит с сегментами 78 и 7t, когда регистрируется либо «инертность» от 0 до 35%,
либо от 65% до 100%. Электричество подается на ручной инструмент с помощью провода SO и течет от
гальванометра по проводам 81 и 82 к реле 83 и 84, когда щетка 77 на ручке 76 соприкасается с сегментами 78
и 79 соответственно. Обратный провод 8.5 замыкает электрическую цепь и подает ток на поляризованный
магнитный рычаг 8S, который будет качаться вправо или влево в зависимости от того, возбуждено ли реле 83
или реле 100 84.
Хотя показано, что различные электрические устройства питаются от общего источника 67, они, конечно,
могут питаться от различных источников тока, каждый из которых особенно подходит для соответствующих
требований к току; или же различные электрические устройства, такие как аналитические блоки,
электромагнитные клапаны, реле и аппараты, используемые в работе гальванометра, могут быть размещены
на линии электропитания судна.
Схематическое изображение на рисунке 6 115 иллюстрирует принцип, на котором индикатор пара управляет
подачей инертного газа. В практическом применении стрелка 76 гальванометра, конечно же, не используется
для пропускания токов, и я обычно не использую скользящий контакт, такой как щетка 77, для замыкания
релейных цепей. Современные методы точной регистрации электрических сигналов и замыкания контактов
предлагают широкий спектр устройств, из которых я могу выбрать то, которое лучше всего подходит для
решения задач конкретной установки. Замыкание цепи не обязательно должно осуществляться
непосредственно рукой 76, но текущее состояние тележки 10 371,021 "инертной" газогенераторной установки,
расположенной в альтернативном положении около носа лодки. Из редукционной платы 27 электростанции
«инертный» газ в этой модификации поступает в основной трубопровод 92. 70 Ответвления 95 этого
трубопровода идут к каждому из основных резервуаров и к насосной станции и управляются
соответствующими электромагнитными клапанами 57.
Небольшие насосы 93 с электроприводом расположены рядом с однонаправленными обратными клапанами
20 и непрерывно подают небольшое количество газа к индикаторам паров 55. Провода, соединяющие
индикатор паров с электромагнитными клапанами 57, образуют часть 80 электромагнитных цепей 94.
Хотя для создания безопасной атмосферы в различных помещениях, где хранятся или обрабатываются
горючие материалы, можно использовать любой «инертный» газ, наиболее экономичным газом,
используемым сегодня для таких целей, является надлежащим образом очищенный выхлопной газ двигателя
внутреннего сгорания.
Схема установки для генерации таких газов описана мной в моем английском патенте № 352006 от 19
февраля 1929 года, озаглавленном «Усовершенствования средств для производства и хранения
неокисляющих газов», и установки такого типа показаны на рисунках 1 и 2 (23) вблизи средней части судна и
на рисунке 5 (5) вблизи носа судна. Такая установка производит отработанные газы, очищает их, проводит
анализ и автоматически хранит в резервуарах высокого давления 26. Резервуары высокого давления 1000
подаются через редукционный клапанный блок 27. Газ поступает из резервуара высокого давления через
клапаны, установленные на этой панели, и оттуда, при пониженном давлении, — когда давление в
трубопроводе 105 в точке использования падает ниже заданного стандарта давления, на который настроены
редукционные клапаны, — в основные распределительные трубопроводы 29.
В вышеупомянутом предшествующем патенте указано, что любой надежный прибор, служащий для
определения содержания углекислого газа в определенной атмосфере, может быть удовлетворительным для
проверки качества инертного газа, производимого на электростанции. Однако описанные в данном
изобретении измерения теплопроводности особенно хорошо подходят для определения инертности такого
«инертного» газа. Такие 120 измерений выполняются в индикаторах парения 55, которые служат для проверки
качества газов в пространствах над жидкостями в резервуарах, а также качества газа в насосных помещениях
15. 125 На рисунке 6 я иллюстрирую устройство, входящее в состав указанных индикаторов, которое, как
представляется, особенно подходит для защиты помещений, о которых я упоминал во введении. В пункте 130
предлагается множество приборов, в которых такой контакт осуществляется косвенно, а также приборов, в
которых периодически, с короткими и регулярными интервалами времени, механические механизмы
автоматически определяют или проверяют положение стрелки и, соответственно, замыкают или размыкают
цепи реле, и которые могут легко заменить аппарат, схематически показанный на чертежах.
Рычаг 86 удерживается в положениях притяжения к одному или другому реле клиновидным выступом,
выступающим из натянутой вверх защелки 87, причем этот клиновидный выступ входит в зацепление с правой
или левой стороной нижнего заостренного конца рычага 86 в крайних положениях отклонения указанного
рычага. Когда рычаг 86 притягивается реле 84, он замыкает цепь 94 электромагнитного клапана 57 в точке
контакта 88, которая на чертеже подключена к источнику 67 электропитания. Электромагнитный клапан 57
обычно открыт, что позволяет подавать инертный газ от генератора.
подключайте устройство к нагнетательным линиям соответствующих воздуходувок, когда соленоид не
возбужден.
Поскольку рычаг 86 на чертеже повернут вправо, и, следовательно, цепь соленоида 94 разомкнута,
соленоидный клапан открыт. Но если процент инертности, регистрируемый гальванометром, возрастает с 38
до 65, происходит контакт щетки 77 с сегментом 79, срабатывает реле 84, рычаг 86 перемещается влево,
вступая в контакт с точкой контакта 88, контакт соленоида 94 замыкается, и подача инертного газа из
редукционного клапана электростанции в соответствующую нагнетательную линию прекращается.
Если степень инертности газа, циркулирующего через соответствующий воздуходув, медленно снижается до
достижения нижнего безопасного предела в 35%, щетка 77 соприкоснется с сегментом 78, цепь соленоида
разомкнется, и соленоидный клапан откроется, при этом степень инертности газа, движущегося от
соответствующего воздуходува через соответствующую нагнетательную линию, увеличивается за счет
подачи полностью инертного газа с электростанции.
Гальванометр будет последовательно регистрировать более высокую степень инертности, пока снова не
будет достигнут верхний предел в 655%, после чего подача через электромагнитный клапан будет
прекращена.
Сигнализация 90 подключена параллельно реле 83. Его можно отключить от цепи, разомкнув выключатель 91.
Когда переключатель 91 замкнут, срабатывает сигнализация всякий раз, когда «инертность» газа,
циркулирующего через соответствующий вентилятор, ниже безопасного нижнего предела в 35 ч. Схема на
рисунке 5 показывает, что помимо реакции на содержание углекислого газа в атмосфере, подлежащей
испытанию, и его регистрации, на работу этого прибора также влияют легковоспламеняющиеся газы, которые
могут подниматься из нефти или бензина, хранящихся в различных резервуарах танкера.
При измерении теплопроводности газов значение теплопроводности газа сравнивается со значением
теплопроводности воздуха, а полученное или вычисленное отношение называется коэффициентом
теплопроводности газа. Основными газами, влияющими на измерения теплопроводности в связи с защитой
резервуаров, в которых хранятся гидрокарбоны J5, являются диоксид углерода, водород и, в меньшей
степени, пары углеводородов и азот. Коэффициент теплопроводности углекислого газа сравнительно низок, и
я обнаружил, что защитные свойства выхлопных газов тем выше, чем больше процентное содержание в них
углекислого газа. Поскольку углекислый газ оказывает основное влияние на теплопроводность выхлопных
газов, фактическое процентное содержание углекислого газа в выхлопных газах может быть практически
непосредственно измерено и зарегистрировано на гальванометре с помощью моста Уитстона.
Сравнительный газ размещается в блоке теплопроводности 70, тогда как исследуемый газ проходит через
блок теплопроводности 71. Таким образом, входное отверстие последнего соединено с одной из небольших
труб 54, отходящих от выпускных линий резервуаров и насосных камер.
Тепло, передаваемое проводу в блоке 70 протекающим через него током, равномерно отводится контрольным
газом, содержащимся в указанном блоке, при этом состав указанного газа остается неизменным в
соответствии с методикой измерения теплопроводности. В другом блоке 71 изменение теплопроводности
проходящего через него газа на -4 изменит скорость, с которой этот газ отводит тепло, передаваемое
проводу, проходящему через него, током, проходящим через соответствующую ветвь моста Уитстона. Это
влечет за собой соответствующие изменения температуры в проводе, а следовательно, и изменение его
электрического сопротивления и тока, проходящего через него.
Поскольку эти текущие изменения определенно связаны с теплопроводностью газа, проходящего через блок
71, гальванометр 72 реагирует на эти токи и регистрирует их в заранее определенной зависимости от
теплопроводности исследуемого газа.
В модификации, показанной на рисунке 5, каждый блок теплопроводности 71 каждого индикатора пара 55
соединен с небольшим насосом 93, который отбирает небольшую пробу пара, содержащегося над
легковоспламеняющейся жидкостью в соответствующем резервуаре, из угла, противоположного углу, в
котором подача инертного газа поступает в указанное пространство через соответствующую трубу 9-5. В то
время как в испытательном приборе моего предыдущего изобретения необходимо было учитывать только
отработанные газы, а разбавление этих газов воздухом являлось в значительной степени определяющим
фактором для наблюдаемого процентного содержания углекислого газа, в этом новом применении
теплопроводящего прибора для определения качества газов, отбираемых из пространства над
углеводородами, необходимо также учитывать газы, улетучивающиеся из углеводородов, при регистрации
показаний, а водород и другие газы, выделяемые легковоспламеняющимися жидкостями, действительно
оказывают большое влияние на теплопроводность атмосферы, в которой они содержатся.
Водород обладает высоким коэффициентом теплопроводности, и его влияние на наблюдаемые показания
прямо противоположно отклонению, вызванному углекислым газом. Шкала гальванометра 90 72 эмпирически
разделена для регистрации положительно инертных свойств атмосферы от центра шкалы, который
соответствовал бы теплопроводности воздуха, инертного выхлопными газами 95 до такой степени, что это
препятствует свободному горению, до максимальной инертности, которая соответствовала бы максимально
возможному содержанию диоксида углерода, обычно наблюдаемому в выхлопных газах. Введение водорода
или газов с аналогичными коэффициентами теплопроводности будет способствовать отклонению стрелки 76
против часовой стрелки, так что гальванометр будет регистрировать меньшую инертность в инертной
атмосфере, как только в указанную атмосферу будут введены водород или аналогичные
легковоспламеняющиеся газы. Гальванометр сконструирован таким образом, чтобы управлять
сопутствующим оборудованием, сохраняя среднюю «инерцию» 1q, равную 5Q(q,.
Предполагая, что средняя инертность составляет 50%, зарегистрированная инертность упадет ниже значения
50, как только в устройство измерения теплопроводности попадут легковоспламеняющиеся газы в качестве
компонентов инертной атмосферы образца. Следовательно, теперь будет функционировать сопутствующий
аппарат, впрыскивая «инертный» газ в атмосферу таким образом, что фактическое содержание «инертных»
газов будет оставаться неизменным, хотя стрелка гальванометра вернется в безопасный диапазон только в
районе отметки 0,50 шкалы. Поэтому гальванометр показывает инертность не в терминах 125 процентов
присутствующих инертных газов, а истинную инертность, то есть инертность, компенсируемую присутствием
легковоспламеняющихся газов. Это очень ценная характеристика представленной на примере схемы моего
130 л -6 371,02,1. В соответствии с зарегистрированным качеством, будут срабатывать электромагнитные
цепи электромагнитных клапанов 57, на которые импульсы замыкания и размыкания релейных цепей
посредством контакторов 77 передаются по проводам 94.
Если качество регистрируемого газа недостаточно безопасно, подача газа из редукционного клапанного блока
27 осуществляется через электромагнитные клапаны в помещения над 75 легковоспламеняющимися
жидкостями или в насосные станции, и такая подача нового инертного газа будет продолжаться до тех пор,
пока индикаторы паров 55 снова не зафиксируют высокий уровень безопасности в атмосфере
соответствующих помещений. Давление газа, подаваемого из редукционного клапана, немного превышает
давление, обычно поддерживаемое в помещениях над легковоспламеняющимися жидкостями и в камерах
хранения, и 85 клапанов 20 настроены на сброс давления при давлении, находящемся между давлением газа,
подаваемого из редукционного клапана, и атмосферным давлением. Таким образом, поток инертного газа
через трубы 9.5 в различные пространства 90 не будет препятствоваться повышением давления в
соответствующих пространствах, но газ более низкого качества будет «выдыхаться» из пространств над
легковоспламеняющимися жидкостями на противоположных концах труб 95, пока в указанных пространствах
не будет достигнут безопасный уровень инертности и подача нового инертного газа не будет перекрыта
электромагнитными клапанами 57.
Если давление в пространствах над жидкостями j00 превышает давление, обычно поддерживаемое в них,
из-за расширения вследствие повышения температуры указанного газа, то это избыточное давление
автоматически "сбрасывается" через клапаны j05 20. Когда давление в указанных пространствах падает ниже
нормального, новый поток «инертного» газа самопроизвольно всасывается через электромагнитные клапаны
в соответствии с описанным выше действием 1-10, или он поступает через боковой клапан, расположенный
параллельно каждому электромагнитному клапану 57. Сброс избыточного давления из насосных помещений
не показан на чертеже обратными клапанами 15, однако такой сброс может происходить через отверстия
вокруг застекленных портовых отверстий 33 или через другие щели и трещины. Если бы такой сброс
происходил в обратном направлении, всасывая воздух в указанное помещение, то стандарт безопасности
атмосферы 120 инертный газ автоматически восстановился бы, поскольку низкое качество газа, измеренное с
помощью индикатора паров 55, обеспечило бы подачу нового инертного газа 12,5 в насосную станцию из
редукционного клапана.
В качестве крайней меры безопасности я, конечно же, могу установить обратные клапаны в насосных
помещениях, как я показал на примере помещений над изобретением № 130, при этом безопасность
автоматически повышается при наличии легковоспламеняющихся газов.
Электромагнитный клапан 57 показан в увеличенном виде на рисунке 6, и указано, что поток давления газа
происходит справа налево. Когда соленоид приводится в действие, шток клапана поднимается, и отверстие
закрывается, при этом клапан прилегает к нему снизу, так что подача инертного газа из редукционных
клапанов справа перекрывается из пространств над жидкостями или из емкостей слева от указанного клапана.
Сила, с помощью которой соленоид удерживает клапан в его седле, может быть отрегулирована таким
образом, чтобы его можно было легко перекрыть при определенном падении давления справа налево в
указанном клапане. Это позволяет использовать электромагнитный клапан также в качестве клапана
управления.
Инертный газ подается в пространства над жидкостями в резервуарах или к газам, циркулирующим в них,
когда давление падает ниже определенного фиксированного значения.
2
В качестве практического применения моего изобретения я предпочитаю использовать средства
регулирования давления, которые действуют независимо от электромагнитных клапанов, регулирующих
качество.
На рисунке 3 такие средства не показаны, чтобы не заслонять принцип представленного изобретения. Однако
на рисунке 4 показан обратный или регулирующий давление клапан 120, вставленный между точкой 97 линии
40 и линией 63, соединяющей соответствующий электромагнитный клапан 95 с коллектором 58, и,
соответственно, трубы 59, 10, 61 и 62 могут быть соединены обратными или регулирующими давление
клапанами с точкой 10(0) на трубопроводе 43, 96 на линии 39, 99 на линии 2, 42 и 98S на линии 41,
соответственно.
Обратные клапаны 20 на рисунке 5 функционируют практически так же, как клапан 20l, показанный на рисунке
7. От этих клапанов трубопроводы 21 соединяются с бортами судна и на определенном расстоянии вниз, за
борт, так что газ, выдыхаемый через клапаны 20, когда давление в резервуарах поднимается выше заданного
значения, превышающего нормальное атмосферное давление, удаляется с палубы судна. Благодаря своей
тяжести такой газ будет оседать на воде рядом с кораблем и, следовательно, не будет мешать экипажу,
передвигающемуся по палубе.
Эта особенность особенно важна, когда судно стоит на якоре в гавани и когда практически нет ветра, который
бы отводил от палубы газы, которые могут доставлять неудобства.
Небольшие насосы 93 на рисунке 5 перекачивают пробы газа, содержащегося в резервуарах над
невоспламеняющейся жидкостью, и газов, содержащихся в насосных помещениях вблизи их верхней части, в
паровые индикаторы 55, где регистрируется их инертность.
371,021 -1 371 021 легковоспламеняющихся жидкостей в резервуарах. Однако такая мера, как правило, не
потребуется, поскольку газ в насосной станции не подвергается такому же расширению и сжатию из-за
разницы температур, как в помещениях над легковоспламеняющимися жидкостями в резервуарах.
Поддержание газа в резервуаре над легковоспламеняющейся жидкостью при фиксированной степени
инертности, вместо создания в нем полностью инертной зоны и полной замены указанной зоны всякий раз,
когда она может оказаться недостаточно инертной для обеспечения инертности, приводит к обратному
эффекту. 5 Полная защита, обладает большим преимуществом непрерывной безопасности. Это также важно
с экономической точки зрения, поскольку обычно для поддержания качества защитной зоны требуется очень
ограниченное количество инертного газа. Необходимость введения дополнительного газа в моих
усовершенствованиях возникает, прежде всего, когда требуется заменить определенный объем газа, который
«выдохнулся» в результате расширения.
Однако система, изображенная на рисунке 5, требует сброса определенного количества атмосферы,
находящейся над легковоспламеняющейся жидкостью, для восстановления безопасной «инертности»
указанной атмосферы. Выделяющийся таким образом газ может также содержать пары
легковоспламеняющейся жидкости, и эта легковоспламеняющаяся жидкость будет автоматически выделять
дополнительное количество паров tD до тех пор, пока не будет достигнуто нормальное насыщение вновь
введенного «инертного» газа. При этом из легковоспламеняющейся жидкости удаляется часть наиболее
ценных компонентов, то есть тех частей, которые обычно имеют самую высокую температуру вспышки.
Таким образом, качество легковоспламеняющейся жидкости ухудшается, и мне удалось еще больше
усовершенствовать систему, показанную на рисунке 5, с помощью системы, изображенной на рисунках 1, 2, 3
и 4, в которой практически тот же газ составляет атмосферу над легковоспламеняющимися жидкостями в
резервуарах, причем этот газ непрерывно циркулирует и во время такой циркуляции возвращается к
заданному «инертному» состоянию. На чертежах я показываю центральную точку, в которой расположено
испытательное, контрольное и циркуляционное оборудование, а именно в шахтах 13 и 14, над палубами 32.
Разумеется, такое расположение и местоположение аппарата могут быть изменены в соответствии с
особенностями судна или хранилища, в связи с которыми он используется. Выбор количества показанных
индивидуальных циркуляционных систем CO также был произвольным; подобно тому, как я предлагаю одну
индивидуальную циркуляционную систему для пары смежных резервуаров, и подобно тому, как я применяю
циркуляционную систему CO65 к двум смежным резервуарам в параллельном расположении, я могу также
использовать одну систему для меньшего или большего числа резервуаров и могу соединять систему с
указанными резервуарами в последовательном расположении.
Аналогичным образом, защита, предусмотренная для резервуаров 70, расположенных вдоль продольной
центральной линии судна, может быть распространена и на крыльевые резервуары 10.
Хотя приведенное выше описание аппарата объясняет многие части 75 аппарата, изображенного на рисунках
1, 2, 3 и 4, ниже я опишу схему одной циркуляционной системы, чтобы обеспечить понимание моего
изобретения: Насос 35 непрерывно откачивает атмосферу, содержащуюся в паре резервуаров 17,
посредством ответвлений 51 и 52 трубопровода 47; на напорном конце насоса 1.
Образец газа отводится через небольшой трубопровод 54 под давлением, которое 85 может в значительной
степени регулироваться путем подбора размеров проводников. Обратный клапан 53 предотвращает поток
вновь поступающего газа в направлении, противоположном тому, в котором циркуляция обеспечивается
насосом. Через небольшой трубопровод 54 (90) отводимый газ поступает в блок теплопроводности 71, а
качество исследуемого газа, по сравнению с контрольным газом в блоке теплопроводности 70,
регистрируется гальванометром 72 (95). Электрические элементы на рисунке 6 обеспечивают
функциональное соединение гальванометра 72 с электромагнитным клапаном 57, который регулирует подачу
инертного газа из коллектора 58 через трубопроводы 00 63 и 56 в нагнетательную линию 40 насоса 55. Газ в
трубопроводе 40 вместе с газом, который в нем смешивается, циркулирует обратно в пару резервуаров 17 и
распределяется там по ответвлениям 44 и 45 трубопровода 40.
Когда давление газа в резервуаре 17 над содержащимися в нем легковоспламеняющимися жидкостями
падает из-за перепада температуры, срабатывает клапан 120 между точкой 97 трубопровода 40 и
трубопроводом 63, или электромагнитный клапан 57, соединяющий трубопровод 63 с трубопроводом 56,
функционирует как обратный клапан, как описано выше, и через него проходит достаточный запас инертного
газа для восстановления атмосферного давления в резервуарах 17; когда такое давление газа поднимается
выше атмосферного, обратный клапан позволяет «выдыхать» газ за борт до тех пор, пока в резервуаре 17 не
восстановится практически атмосферное давление. Разумеется, газ, "выдыхаемый" из резервуаров, может
храниться в газохранилищах или резервуарах высокого давления и рециркулироваться, когда этого требуют
условия давления в хранилищах.
Использование циркуляционной системы газа в моем изобретении обеспечивает значительную экономию
инертных газов, и поэтому я могу предложить сравнительно небольшие установки для генерации инертных
газов в составе емкостей. Такие небольшие газогенерирующие установки могут не обладать достаточной
пропускной способностью для обеспечения всех необходимых объемов инертного газа, которые могут
потребоваться для заполнения резервуаров инертным газом после их опорожнения в пункте назначения. В
таких обстоятельствах целесообразно предусмотреть береговые резервуары для хранения нефти или
газохранилища, заполненные инертным газом, которые обеспечат основную часть необходимого количества
инертного газа при разгрузке судна. Индикаторы паров на судне могут служить защитным средством при
подаче инертного газа в резервуары из газометров, расположенных вдоль берега гавани.
-,20 Недостаточное качество газа, подаваемого с берега, или утечка в трубопроводе и соединениях будут
отображаться на соответствующем гальванометре, и соответствующий сигнал тревоги 90 будет подаваться в
течение 24 периодов времени, пока качество газов в соответствующем резервуаре ниже стандарта 35%.
Сигнализация 90, разумеется, может также использоваться во время обычной эксплуатации моего
изобретения для предупреждения экипажа о том, что качество атмосферы в соответствующих резервуарах
Соседние файлы в папке патенты